腐蝕是各類設(shè)施設(shè)備及其組成材料與環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的材料破壞現(xiàn)象。嚴(yán)重的腐蝕不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)施設(shè)備的結(jié)構(gòu)損傷，縮短其壽命，還可能引起突發(fā)性災(zāi)難事故，污染環(huán)境，造成重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。中國工程院公布的調(diào)研結(jié)果表明，2014年我國全行業(yè)腐蝕總成本超過21000億元，約占GDP的3.34%，每位公民當(dāng)年需要承擔(dān)的腐蝕成本約為1555元。

    腐蝕現(xiàn)象幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)各類設(shè)施設(shè)備。近年來，我國建設(shè)了許多百年工程，它們處在高溫、高濕、工業(yè)大氣等不同腐蝕環(huán)境中。為保證這些重大設(shè)施設(shè)備平穩(wěn)安全服役，攻克防腐蝕核心技術(shù)勢在必行。

    調(diào)研結(jié)果顯示，橋梁建設(shè)和服役過程中同樣面臨嚴(yán)峻的腐蝕問題。

    自上世紀(jì)90年代中期開始，我國拉索類橋梁建設(shè)蓬勃發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國大跨徑拉索類橋梁已有數(shù)百座，這一數(shù)字還在不斷增長。然而調(diào)查顯示，部分大橋建成不久就遭遇與拉索腐蝕有關(guān)的病害問題。

    橋梁通常建于水體之上，受潮濕大氣影響嚴(yán)重；作為交通工具的控制性通道，橋梁承載著巨大的車流量，長期在含有二氧化硫等工業(yè)大氣的環(huán)境中服役；隨著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高濕度、高鹽分的嚴(yán)酷海洋腐蝕性環(huán)境中建成使用的橋梁也越來越多。

    橋梁拉索是拉索類橋梁的重要承載構(gòu)件，是橋梁的“生命線”，其耐久性與可靠性直接關(guān)系橋梁的壽命與安全。橋梁拉索受鹽分、濕度、二氧化硫、二氧化碳等酸性物質(zhì)強(qiáng)烈影響，容易發(fā)生腐蝕破壞和斷裂。由于形狀不規(guī)則，施工難度大，傳統(tǒng)防腐蝕方法保護(hù)效果不理想，是拉索類橋梁整體腐蝕防護(hù)的“短板”。

    2011年4月12日，新疆庫爾勒孔雀河大橋主跨第二根吊桿斷裂，造成約10米長的橋面塌陷，導(dǎo)致交通中斷。類似事故還有很多，承重吊桿和鋼纜的腐蝕問題是造成橋梁坍塌的主要原因之一。

    螺栓是固定和連接鋼構(gòu)筑物的重要零件，也極易發(fā)生腐蝕。螺栓腐蝕會(huì)導(dǎo)致鋼構(gòu)造物強(qiáng)度降低，帶來安全隱患。除用螺栓連接結(jié)構(gòu)件外，還可以用焊接的方式將鋼結(jié)構(gòu)連接在一起。但在焊接熔化過程中，焊縫切面上金屬成分和顯微結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)差別，結(jié)構(gòu)成分不均，容易出現(xiàn)電偶腐蝕和晶間腐蝕等情況。

    中國科學(xué)院海洋研究所國家海洋腐蝕防護(hù)工程技術(shù)研究中心研發(fā)的氧化聚合型包覆防腐技術(shù)（Oxidation Tape and Coating system，OTC）可以有效解決橋梁拉索的腐蝕問題。

    OTC技術(shù)由防蝕膏、防蝕帶及外防護(hù)劑三層配套體系組成。突出的優(yōu)點(diǎn)包括：防蝕膏直接與被保護(hù)的金屬基體接觸，所含特殊成分能將金屬結(jié)構(gòu)表面銹組分轉(zhuǎn)化成黑色氧化膜，形成保護(hù)性封閉層，防止金屬繼續(xù)氧化、銹蝕，起到除銹、防銹作用；該技術(shù)對(duì)表面處理要求低，可帶銹施工。防蝕帶適應(yīng)性強(qiáng)，可粘貼在任意形狀金屬結(jié)構(gòu)表面， 永久保持非固化、柔韌狀態(tài)。外防護(hù)劑與空氣氧化聚合形成堅(jiān)韌皮膜，具有良好的耐老化性能，防腐壽命可達(dá)數(shù)十年，是“可粘貼的重防腐涂料”。

    施工時(shí)，首先進(jìn)行簡單表面處理，然后涂抹防蝕膏，纏繞防蝕帶，使其緊密貼合在鋼結(jié)構(gòu)表面，最后涂刷外防護(hù)劑。

    三亞海洋環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站為期兩年的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明， 螺栓經(jīng)OTC技術(shù)防護(hù)兩年后，基體表面仍然有金屬光澤，沒有任何腐蝕；未防護(hù)螺栓已然銹跡斑斑。這說明，氧化聚合型包覆防腐（OTC）技術(shù)能夠長期發(fā)揮良好的防腐蝕效果。

    OTC技術(shù)已經(jīng)在大連國際會(huì)議中心、天津港LNG碼頭、青島海灣大橋、青島海西重工、黃島電廠、杭州灣大橋、寧波象山港大橋、溫州東甌大橋、汕尾熱電廠、湛江港等眾多工程中獲得了廣泛應(yīng)用，并得到了良好的反饋。

    腐蝕可防可控，合理的腐蝕與防護(hù)技術(shù)可以有效延長材料使用壽命，減少材料失效引發(fā)的事故，提高材料的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性，節(jié)約資源能源，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展。通過合理選用防腐技術(shù)，采取全壽命腐蝕管控等方式，大約25%～40%的腐蝕損失是可以避免的。

    在澳大利亞、新加坡等發(fā)達(dá)國家，由于腐蝕管控措施得當(dāng)，銹跡極為少見。可見，對(duì)腐蝕防護(hù)問題的重視也是國家繁榮和文明程度的反映。我國也應(yīng)以腐蝕防控先進(jìn)國家為目標(biāo)，引導(dǎo)各行業(yè)積極響應(yīng)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”號(hào)召，通過多種方式加強(qiáng)防腐力度，減少腐蝕帶來的損失。

    相信通過進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐，更多切實(shí)可行的防腐技術(shù)會(huì)不斷涌現(xiàn)，并在我國橋梁工程建設(shè)與維護(hù)中發(fā)揮更大作用。

    OTC技術(shù)在轉(zhuǎn)化和推廣過程中得到了“青島市市南區(qū)科技發(fā)展基金會(huì)”資助（2014-14-004-ZH），特此感謝！

    （作者單位：中國科學(xué)院海洋研究所海洋環(huán)境腐蝕與生物污損重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)院大學(xué)、南通中國科學(xué)院海洋研究所海洋科學(xué)與技術(shù)研究發(fā)展中心）

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